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螺杆基础知识

点击次数:2576 发布时间:2016-03-04
  *节     螺杆基础知识
  
  一、螺杆与注塑工艺参数
  
  1、  螺杆直径D,长径比L∕D
  
  2、  射胶压力、射胶速率、射胶线速度、螺杆转速
  
  射胶(螺杆)行程
  
  3、  基本关系式(不计容积效率)
  
  ①射胶压力:P射S射=P0S0
  
  ②射胶速率:V射=V0  ╱πR2          V0 =Q╱S0
  
  4、几点讨论
  
  ①  射胶系统结构一定,较小的螺杆可以获得较大的射胶压力;较大的螺杆可以获得较大的射胶速率;
  
  ②  射胶系统结构一定,螺杆一定,加大油泵可以获得较大的射胶速率,但不改变射胶压力;
  
  ③  加大射胶活塞杆直径,(改变射胶油缸面积)其实是降低射胶压力,提高射胶速率。
  
  二、螺杆的结构、分类及几何参数
  
  1、 螺杆工作长度分段:参见图一,加料段L1,压缩段L2,均化段L3
  
  2、 螺杆的压缩比:一般地讲,加料段槽深H1与均化段槽深H3称为螺杆的压缩比。
  
  3、 螺杆的三个基本类型(按几何结构划分)
  
  ①  渐变型螺杆   ②突变型螺杆   ③通用型螺杆
  
  A、 螺杆分段
  
  螺杆类型
  
  加料段
  
  压缩段
  
  均化段
  
  渐变型
  
  ≤40%
  
  ≥40%
  
  ≈20%
  
  突变型
  
  ≥65%
  
  1.5D
  
  20-25%
  
  通用型
  
  ≈50%
  
  20-30%
  
  20-30%
  
  B、 计量段槽深H3:槽深较浅时,物料剪切剧烈,致使熔料温升,并且储料运动的功率消耗增大;槽深较深时,塑化能力提高。一般取值如下:
  
  渐变型螺杆
  
  突变型螺杆
  
  通用型螺杆
  
  均化段槽深
  
  0.06-0.08D
  
  0.04-0.06D
  
  0.05-0.07D
  
  在选用时,较大螺杆取较小比值;较小螺杆取较大比值。
  
  C、 压缩比:压缩比取值大小对注塑过程的影响与计量段槽深的影响相似,较小的压缩比有利于提高螺杆的塑化能力。
  
  渐变型螺杆
  
  突变型螺杆
  
  通用型螺杆
  
  压缩比
  
  1.4-2.5
  
  3-3.5
  
  2.1-2.6
  
  在选用时,较小螺杆取较小压缩比;较大螺杆取较大值。
  
  三、螺杆的材料及表面处理方式
  
  1、 氮化钢:38CrMoAlA
  
  表面处理方式有氮化和氮化+电镀两种
  
  2、 合金钢:有采用整体合金和双合金两种,其中双合金是指螺杆(炮筒)基体采用氮化钢,而表面采用喷涂、熔焊或浇注的方式来附着高强度高硬度的合金材料(如WC,碳化钨)。
  
  3、 不锈钢:近几年来, 国内均开始选用特种不锈钢来制作螺杆,主要针对透明塑料制品及有腐蚀性的塑料加工。
  
  四、标准螺杆与螺杆
  
  1、 标准螺杆:结构为通用型,材料为38crMOAlA,表面处理方式为氮化,直径为catalog上的两种,适用于普通塑料及部分工程塑料,如PP 、PE、PS、ABS、PA、PVC(软)PBT、PET。
  
  2、 螺杆
  
  ①  结构型螺杆:针对不同塑料的熔胶特性而设计的不同几何结构的螺杆,主要有:PC、PMMA、PVC(硬)、EVA等,请注意以下两点需向客户阐明:
  
  A、 相关塑料不使用螺杆不能保证产品品质;
  
  B、 使用螺杆不保证啤其他塑料制品品质。
  
  ②  材料型螺杆
  
  A、 双合金螺杆(炮筒):其结构一般为通用型,对塑料的适应范围较宽,目前市场上较为普遍的塑料增强改性品种有:PA、ABS、PP、ABS、PS、POM、PC、PBT加玻纤、碳纤均可使用此种螺杆(炮筒)。
  
  B、 不锈钢螺杆:定义为材料,结构上采用通用设计时,主要针对普通塑料制品透明度要求较高或塑料加工过程中腐蚀性较强(如POM、CA),采用结构设计主要用于PC、PMMA螺杆,预计此类螺杆在我司不久会获得较多的应用。
  
  ③  表面处理方式:由于POTENZA系列机型螺杆表面处理方式为氮化,所以目前我司产品采用电镀螺杆也可认为是方式 。主要用于普通塑料制品透明要求较高或防腐蚀要求;另一种情形为结构型螺杆的表面处理也是氮化+电镀。、
  
  五、混色问题与混色螺杆
  
  1、 混色问题的由来:由产品质量(色泽要求),产品的经济性(改色母混色为色粉混色)及加工的多功能性(一条螺杆加工多种塑料)的不断提高而产生。
  
  2、 通用型混色螺杆:对通用型螺杆作出混色功能的补充设计,适用塑料范围与通用型螺杆(标准螺杆)基本一致,能解决绝大部分客户普通塑料制品加色粉混色的加工要求。缺点是与产品透明度较高存在一定冲突及储料负载及时间略有增加,在市场营销策略中可作为解决客户产品混色问题的基本方式;
  
  3、 型混色螺杆:制造成本明显上升,作为高要求混色时,要求客户配两条螺杆;
  
  4、 混色附件:主要有混色头、混色射嘴附件,此类附件物小价高,但使用较为便利,可用于以下两种情形,一是已购机客户解决产品混色问题,二是客户购机时,补购一套混色附件,通过拆卸标准配备的法兰,射嘴及前三件,换装混色的法兰、射嘴及前三件的方式来达到普通产品与混色产品兼用一条螺杆的结果。
  
  第二节 螺杆应用
  
  螺杆是根据不同的塑料而设计的,通过修改螺杆参数可以制造出适应不同塑料的螺杆,为了使用方便,我们把螺杆作如下分类:
  
  一、根据用途分为通用螺杆和螺杆
  
  1.  通用螺杆可满足大多数普通塑料的使用,如PS、ABS、PDP、HDPE、AS等常用塑料,在要求不要时可用于成型PMMA、PC、PA等工程塑料。
  
  2.  螺杆是针对某一种或某一类而特殊设计的螺杆,如:PA、PC、PET、UPVC等。
  
  二、根据结构形式分:
  
  1.  突变形螺杆:加料段长、压缩段短、压缩比大,主要针对PA、PP、PE等结晶料而设计。
  
  2.  渐变形螺杆:主要针对非结晶料,如:PC、POM、ABS等。
  
  3.  带混炼元件的特殊螺杆,如带双螺棱,屏障段、混合段等剪切元件,主要为了提高塑化能力,混色塑化效果。如:PP混色、透明PMMA等。
  
  二、根据螺杆材料:
  
  1.  普通螺杆,材料为38CrMoALA氮化,可用于大多数塑料。
  
  2.  不锈钢螺杆,材料为9Cr18MoU淬火,主要用于有较强度腐蚀性或要求较高表面粗糙的塑料,如PC、PMMA、PVC加阻火燃剂的塑料等。
  
  3.  电镀螺杆,材料为38CrMoALA,表面镀铬,用途与不锈钢螺杆相同,但镀层易脱落,处理工艺复杂。
  
  耐磨熔胶筒组件,有泰星双合金(A、B、C级)、金海、华业全硬螺杆等,用于加玻璃纤维或其他耐磨填料的塑料。
  
  螺杆介绍
  
  在注塑过程中,由于经常需要更换塑料品种,所以换螺杆的情况比较频繁,停机换螺杆时间很长,会影响机器的生产,因此在要求不是特别严格的场合,一般采用通用型螺杆代替各种螺杆,而用调整工艺参数的方法来满足不同塑料的要求。
  
  通用型螺杆可满足大多数情况下塑料的使用功能,包括ABS、GPPS、HIPS、HDPE、LDPE、POM、PP等等材料,本公司的通用型螺杆长径比大,几何参数先进合理,塑化效果好。但当材料的性能比较特别(如PA、PVC、CP等)或塑化要求比较高的特殊制品时及特殊颗粒形状塑料时,通用型螺杆可能就不能完全满足要求,这时就要用螺杆去制作。
  
  螺杆有:
  
  1、UPVC螺杆
  
  UPVC螺杆是为了适应UPVC料粘度高、易分解、腐蚀性强的特点而专门设计的,压缩比小,适当加长了压缩段的长度,以减少剪切热的发生,螺杆设计有双螺杆槽分离未塑化好的塑料,前端设计有屏障型混炼效果,表面镀有硬铬以抵抗腐蚀气体的侵蚀。
  
  2、混色螺杆
  
  混色螺杆主要结构为在通用型螺杆的均化段前部加一段混炼段,提高混色效果。
  
  当未完全塑化的固态小颗粒到达混炼段时,小颗粒在“销钉”被分流成小细流,然后又到宽阔空间处,再被分流,再到宽阔空间处,如此反覆几次之后,把未完全塑化混色的熔融料彻底混合。
  
  此种螺杆有几点优势:因前边加有混炼段,因此与普通螺杆相比混炼效果好;由于分流和混合作用,其生产能力提高大约30%左右;机械加工相对于其它螺杆来说比米饭容易。
  
  3、PA螺杆
  
  聚酰胺(PA也称尼龙)具有高度的结晶能力,由于具有良好的机械性能而广泛地应用,其具有韧性、自润滑性、进料困难、剪切生热大、熔点高、熔融速度快、易分解的特点,因此要求螺杆具压缩排气集中,吃料能力强,驱动力大,耐磨性好,并且加料段要长,加料段螺槽要深,压缩段、均化段较短,螺杆与机筒之间配合间隙要小,精度要高,螺杆带止逆环。
  
  4、PC螺杆
  
  聚碳酸酯(PC)为无色或微黄色透明粒状,无毒无味。作为工程塑料,它的性能优异,透明度高,冲击韧性好,使用温度范围宽,制品尺寸精度高。广泛应用于各行各业,现在电子仪表行业应用较多,特别其可用于光蝶的生产原料。
  
  PC螺杆在通用型螺杆的基础上针对PC料的特点作了参数方面的改进,也可成型一般塑料及PMMA普通制品,混色效果较差。
  
  5、PET螺杆
  
  聚对苯二甲酸乙二酯(PET又称聚酯)具有优异的性能,多数情况下主要用于瓶坯,既通称的PET瓶坯,其具有强度大、透明性好、无毒、防渗透、质量轻、生产效率高等特点。
  
  PET螺杆是在通用型螺杆针对PET特点改进而成。
  
  6、双金属螺杆
  
  对于某些高粘度、高纤维性的原料,螺杆的磨损可能较大,可在螺杆与机筒接触的表面处焊高耐磨金属,提高螺杆的耐磨性,大大延长螺杆的使用寿命。
  
  7、酸性螺杆组件
  
  针对CA、CP等酸性塑料腐蚀性强的特性,在螺杆各组件表面作了特殊处理,耐磨性好。
  
  螺杆类型
  
  适用范围
  
  螺杆特点
  
  通用型螺杆
  
  ABS、GPPS、HDPE、LDPE、POM、PMMA、AS、PP等热塑性塑料
  
  通用型镀螺杆
  
  ABS、GPPS、HIPS、HDPE、LDPE、POM、PMMA、AS、PP等热塑性塑料。阻燃性塑料应选用此螺杆
  
  PC螺杆
  
  成型PC料(聚碳酸酯)如PC插座等。
  
  PC螺杆针对PC等高粘度塑料,剪切发热少,耐酸性腐蚀,中小直径,成型PC、PPR、阻燃ABS等效果好。也可成型一般塑料及PMMA普通制品。混色效果较差。如塑料中加色料,需订做加强混色型螺杆。
  
  PA螺杆
  
  成型PA(尼龙)如PA6、PA66等)。对于阻燃级尼龙及玻璃纤维填充尼龙推荐使用镀铬螺杆。
  
  针对PA粘度低、着色难,熔融速度快、自润滑性好待特点,螺杆混色效果好,进料量稳定,排气效果好,中间直径。成型PA、PP、LCP等结晶型低粘度塑料效果好。也可成型一般塑料。对于PC、PMMA、阻然ABS等高粘度及热稳定性差的塑料不适用(中段温度过高分解)。
  
  PET螺杆
  
  成型PET料(管坯、瓶坯等)成型ABS、HIPB、AS等塑料时如对塑化、混色要求较高也可以使用。
  
  针对PET粘度低,比热容大,易粘料以及PET瓶坯要求塑化快、塑化均匀的特性,螺丝杆塑化好,稳定性高,不粘料,熔胶速度快,所做瓶坯吹瓶时成品率高。大直径。也可成型一般塑料。
  
  PBT螺杆
  
  针对PBT容易分解,对压力敏感以及需添加玻璃纤维的特性,螺丝杆产生压力稳定,并使用双合金提高耐磨性。
  
  UPVC螺杆
  
  成型UPVC(非塑化聚氯乙烯管接头)或普通PVC,也可以用来成型PC、AS、PMMA等高粘度材料,但不能用来成型PP、PE等低粘度材料。
  
  针对UPVC粘度高、易分解、腐蚀性强以及UPVC管接头要求塑化好等特点。螺杆塑化好、剪切发热少,耐酸性腐蚀因为没有过胶圈,不能用于低粘度塑料和注射速度压力分级较的制品。另外,由于需散热降温,做UPVC产品时机筒(熔胶筒)要采用强制风冷措施与螺杆配合使用。
  
  PMMA螺杆
  
  针对PMMA透明产品要求塑化效果好,分解率低等特性,塑化好,剪切好,剪切发热低,混色好。中间直径。成型PMMA、PPR、PC、ABS等加色粉时效果好。如塑料加有阻燃剂,螺杆需镀铬。
  
  分离型螺杆
  
  对塑化和混色要求较高的情况,能在不隐藏低塑化效率的情况下改善混色及塑化质量。国外普遍采用。
  
  高混炼螺杆
  
  对塑化和混色要求较高的情况。
  
  双金属螺杆
  
  高填充料、高粘度料(纤维填充料等)
  
  针对杂质含量较高的再生料、玻纤增或塑料及无机矿物填料(钙粉、碳粉、滑石粉等)含量较多的塑料,螺杆耐磨性好。
  
  酸性螺杆组件
  
  带有酸性、腐蚀性的塑料。
  
  针对CP、CA等酸性塑料腐蚀性强的特性,螺杆、熔胶筒以及其它塑化零件在结构及表面处理上都做了特殊设计。螺杆组件耐腐蚀性好。
  
  备注:
  
  1) 所有螺杆均通过计算机优化设计。
  
  2)标准注塑机均安装通用螺杆
  
  3)为提高螺杆的塑化效果,本公司锁模力在600吨以上(含600吨)的标准注塑机均设计为带有屏障型炼头和菠萝型混炼段的高混炼螺杆,600吨以下的注塑机也可以根据客户要求设计高混炼螺杆头。
  
4)用户为提高输送效率,可特订拉槽机筒,例如加工条料、块料、混合料、回收料、油质料等都适用。       上一篇 分析合金机筒的损坏原因 下一篇 平行与锥形双螺杆挤出机的各自优势介绍